11.如图所示,小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑,经过某一点B,到达轨道最低点C,再沿轨道上升并飞出,到达空中最高点D(D点未画出)后落地。下列说法错误的是
(

A.若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能一直减小
B.若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C.小球从A点运动到D点的过程中,重力一直对小球做功
D.若不存在一切阻力,D点与A点等高
(
D
)A.若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能一直减小
B.若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C.小球从A点运动到D点的过程中,重力一直对小球做功
D.若不存在一切阻力,D点与A点等高
答案
11.D
解析
【分析】
这道题考查机械能守恒定律、重力做功的判断,需逐个分析选项:明确机械能变化与除重力外力做功的关系,重力做功的条件是竖直方向有位移,同时注意D点是小球飞出轨道后的空中最高点(速度不为零),结合是否考虑阻力逐一判断各选项对错,题目要求选错误选项,据此推导。
【解析】
1. 选项A:若考虑空气阻力,空气阻力始终与小球运动方向相反,一直做负功。根据机械能变化规律,除重力外的力做功等于机械能变化,空气阻力做负功,因此小球运动过程中机械能一直减小,A说法正确,不符合题意。
2. 选项B:若考虑空气阻力,小球从A到D过程中机械能不断损失。A点高度高于B点,若整个过程中空气阻力做的总功小于A、B两点的重力势能差,D点的重力势能可能大于B点,即D点可能比B点高,B说法正确,不符合题意。
3. 选项C:重力做功的条件是物体在竖直方向有位移。小球从A到C时竖直向下运动,重力做正功;从C到D时竖直向上运动,重力做负功,整个过程竖直方向均有位移,因此重力一直对小球做功(含正功、负功),C说法正确,不符合题意。
4. 选项D:若不存在一切阻力,小球机械能守恒。A点为静止状态,动能为0,机械能等于重力势能;D点是小球飞出轨道后的空中最高点,此时小球仍有水平方向的速度,动能不为0,因此D点的重力势能小于A点,即D点高度低于A点,并非等高,D说法错误,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
机械能守恒、重力做功、机械能变化
【点评】
本题结合轨道运动和空气阻力情况,考查机械能守恒的条件、重力做功的判断,易错点在于误将空中最高点D当成轨道最高点(忽略D点速度不为零),需仔细分析各选项的物理过程,难度中等。
【难度系数】
0.5
这道题考查机械能守恒定律、重力做功的判断,需逐个分析选项:明确机械能变化与除重力外力做功的关系,重力做功的条件是竖直方向有位移,同时注意D点是小球飞出轨道后的空中最高点(速度不为零),结合是否考虑阻力逐一判断各选项对错,题目要求选错误选项,据此推导。
【解析】
1. 选项A:若考虑空气阻力,空气阻力始终与小球运动方向相反,一直做负功。根据机械能变化规律,除重力外的力做功等于机械能变化,空气阻力做负功,因此小球运动过程中机械能一直减小,A说法正确,不符合题意。
2. 选项B:若考虑空气阻力,小球从A到D过程中机械能不断损失。A点高度高于B点,若整个过程中空气阻力做的总功小于A、B两点的重力势能差,D点的重力势能可能大于B点,即D点可能比B点高,B说法正确,不符合题意。
3. 选项C:重力做功的条件是物体在竖直方向有位移。小球从A到C时竖直向下运动,重力做正功;从C到D时竖直向上运动,重力做负功,整个过程竖直方向均有位移,因此重力一直对小球做功(含正功、负功),C说法正确,不符合题意。
4. 选项D:若不存在一切阻力,小球机械能守恒。A点为静止状态,动能为0,机械能等于重力势能;D点是小球飞出轨道后的空中最高点,此时小球仍有水平方向的速度,动能不为0,因此D点的重力势能小于A点,即D点高度低于A点,并非等高,D说法错误,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
机械能守恒、重力做功、机械能变化
【点评】
本题结合轨道运动和空气阻力情况,考查机械能守恒的条件、重力做功的判断,易错点在于误将空中最高点D当成轨道最高点(忽略D点速度不为零),需仔细分析各选项的物理过程,难度中等。
【难度系数】
0.5
12.物理兴趣小组把吸管的下端密封并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,把密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直状态。密度计在三种液体中静止时,在密度计与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中有$\frac{1}{8}$的体积浸入液体,浸入体积为$5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$。三种液体密度如表所示,下列分析正确的是 (


A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为$0.1\ \mathrm{kg}$
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为$3×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
A
)A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为$0.1\ \mathrm{kg}$
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为$3×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
答案
12.A
解析
【分析】
要解决这道题,需结合密度计的工作原理(漂浮时浮力等于自身重力)和阿基米德原理分析各选项:首先,密度计漂浮时浮力始终等于重力,可先判断浮力是否相等;再根据阿基米德原理推导排开体积与液体密度的关系,判断刻线间隔特点;最后通过公式计算密度计质量、分析浸入体积的合理性,逐一验证选项。
【解析】
1. 密度计漂浮时,根据物体浮沉条件,浮力等于重力,即$F_{浮}=G$,因此密度计在a、b、c三种液体中所受浮力相等,故选项C错误。
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$。由于密度计的重力$G$和$g$为定值,因此$V_{排}$与$\rho_{液}$成反比,排开体积与液体密度呈反比例关系(非线性关系),故三条刻线对应的体积变化不均匀,间隔距离不相等,选项A正确。
3. 计算密度计质量:已知c液体中浸入体积$V_{排c}=5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$,且浸入体积为总体积的$\frac{1}{8}$,则总体积$V_{总}=8V_{排c}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$。由$F_{浮c}=G=mg$得$m=\rho_{液c}V_{排c}$,若c为常见液体(如水,$\rho_{液c}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$),则$m=0.005\ \mathrm{kg}≠0.1\ \mathrm{kg}$,选项B错误。
4. 分析选项D:若$\rho_{b}>\rho_{c}$,根据$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$,则$V_{排b}<V_{排c}=5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$,而选项中$3×10^{-5}\ \mathrm{m}^3>V_{排c}$,不符合规律,选项D错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
密度计原理、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题考查密度计核心原理的应用,需明确漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理理解排开体积与液体密度的反比例关系,易错点是误将体积与密度的关系视为线性,整体难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合密度计的工作原理(漂浮时浮力等于自身重力)和阿基米德原理分析各选项:首先,密度计漂浮时浮力始终等于重力,可先判断浮力是否相等;再根据阿基米德原理推导排开体积与液体密度的关系,判断刻线间隔特点;最后通过公式计算密度计质量、分析浸入体积的合理性,逐一验证选项。
【解析】
1. 密度计漂浮时,根据物体浮沉条件,浮力等于重力,即$F_{浮}=G$,因此密度计在a、b、c三种液体中所受浮力相等,故选项C错误。
2. 根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,可得$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$。由于密度计的重力$G$和$g$为定值,因此$V_{排}$与$\rho_{液}$成反比,排开体积与液体密度呈反比例关系(非线性关系),故三条刻线对应的体积变化不均匀,间隔距离不相等,选项A正确。
3. 计算密度计质量:已知c液体中浸入体积$V_{排c}=5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$,且浸入体积为总体积的$\frac{1}{8}$,则总体积$V_{总}=8V_{排c}=4×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$。由$F_{浮c}=G=mg$得$m=\rho_{液c}V_{排c}$,若c为常见液体(如水,$\rho_{液c}=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$),则$m=0.005\ \mathrm{kg}≠0.1\ \mathrm{kg}$,选项B错误。
4. 分析选项D:若$\rho_{b}>\rho_{c}$,根据$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{液}g}$,则$V_{排b}<V_{排c}=5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$,而选项中$3×10^{-5}\ \mathrm{m}^3>V_{排c}$,不符合规律,选项D错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
密度计原理、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题考查密度计核心原理的应用,需明确漂浮时浮力等于重力,结合阿基米德原理理解排开体积与液体密度的反比例关系,易错点是误将体积与密度的关系视为线性,整体难度适中。
【难度系数】
0.5
13.(2025·马鞍山)在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,某实验小组的同学的三次实验情况如图甲、乙、丙所示。

(1)弹簧测力计匀速拉动木块,摩擦力等于拉力。比较实验甲和乙,乙实验中的弹簧测力计的示数大于甲的,说明滑动摩擦力的大小与
(2)通过对比甲、丙两次实验,得出滑动摩擦力大小与压力有关的错误结论,错误的原因是
(3)对实验装置进行改进,如实验丁所示,若水平匀速拉动木板,则弹簧测力计A的示数等于木块受到的摩擦力大小;若加速拉动木板,则弹簧测力计A的示数
(1)弹簧测力计匀速拉动木块,摩擦力等于拉力。比较实验甲和乙,乙实验中的弹簧测力计的示数大于甲的,说明滑动摩擦力的大小与
接触面的粗糙程度有关
。(2)通过对比甲、丙两次实验,得出滑动摩擦力大小与压力有关的错误结论,错误的原因是
没有控制接触面的粗糙程度相同
。(3)对实验装置进行改进,如实验丁所示,若水平匀速拉动木板,则弹簧测力计A的示数等于木块受到的摩擦力大小;若加速拉动木板,则弹簧测力计A的示数
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)木块受到的摩擦力的大小。答案
13.(1)接触面的粗糙程度有关 (2)没有控制接触面的粗糙程度相同 (3)等于
解析
【分析】
本题围绕探究滑动摩擦力大小的影响因素展开,核心思路是利用控制变量法分析实验,结合二力平衡原理判断摩擦力大小。滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,实验中通过弹簧测力计示数反映摩擦力大小,需保证木块做匀速直线运动(或木块静止时受力平衡)。
第(1)题对比甲、乙,需明确两者的变量;第(2)题分析甲、丙的变量控制情况;第(3)题结合丁图中木块的平衡状态判断拉力与摩擦力的关系。
【解析】
(1) 甲、乙两次实验中,木块对接触面的压力大小相同,甲的接触面是木板面,乙的接触面是毛巾面,接触面粗糙程度不同,乙的弹簧测力计示数更大,说明滑动摩擦力更大,因此滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(2) 探究滑动摩擦力与压力的关系时,需控制接触面的粗糙程度相同,改变压力大小。但甲、丙两次实验中,接触面的粗糙程度不同(甲为木板面,丙为毛巾面),没有控制接触面的粗糙程度相同,因此无法得出滑动摩擦力大小与压力有关的结论。
(3) 实验丁中,木块始终处于静止状态,水平方向受到弹簧测力计A的拉力和木板对木块的滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等。无论木板是否匀速拉动,木块的平衡状态不变,因此弹簧测力计A的示数始终等于木块受到的摩擦力大小。
【答案】
(1)接触面的粗糙程度有关 (2)没有控制接触面的粗糙程度相同 (3)等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;控制变量法;二力平衡
【点评】
本题是力学实验的基础题型,重点考查控制变量法在探究实验中的应用,以及二力平衡原理的理解,需要学生掌握实验设计的原则和平衡状态的判断方法,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究滑动摩擦力大小的影响因素展开,核心思路是利用控制变量法分析实验,结合二力平衡原理判断摩擦力大小。滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,实验中通过弹簧测力计示数反映摩擦力大小,需保证木块做匀速直线运动(或木块静止时受力平衡)。
第(1)题对比甲、乙,需明确两者的变量;第(2)题分析甲、丙的变量控制情况;第(3)题结合丁图中木块的平衡状态判断拉力与摩擦力的关系。
【解析】
(1) 甲、乙两次实验中,木块对接触面的压力大小相同,甲的接触面是木板面,乙的接触面是毛巾面,接触面粗糙程度不同,乙的弹簧测力计示数更大,说明滑动摩擦力更大,因此滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(2) 探究滑动摩擦力与压力的关系时,需控制接触面的粗糙程度相同,改变压力大小。但甲、丙两次实验中,接触面的粗糙程度不同(甲为木板面,丙为毛巾面),没有控制接触面的粗糙程度相同,因此无法得出滑动摩擦力大小与压力有关的结论。
(3) 实验丁中,木块始终处于静止状态,水平方向受到弹簧测力计A的拉力和木板对木块的滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等。无论木板是否匀速拉动,木块的平衡状态不变,因此弹簧测力计A的示数始终等于木块受到的摩擦力大小。
【答案】
(1)接触面的粗糙程度有关 (2)没有控制接触面的粗糙程度相同 (3)等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;控制变量法;二力平衡
【点评】
本题是力学实验的基础题型,重点考查控制变量法在探究实验中的应用,以及二力平衡原理的理解,需要学生掌握实验设计的原则和平衡状态的判断方法,难度适中。
【难度系数】
0.6
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